基于可拓層次分析法的課程教學質量評價模型構建與應用

金 莉，劉 粉，馬 龍，張 斌

(1.蚌埠學院 計算機與信息工程學院，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠學院 食品與生物工程學院，安徽 蚌埠 233000)

教學工作是學校的中心工作，是培養人才、實現教育目的的基本途徑，教師課程教學質量評價是實現這一途徑的重要措施和保證，是檢驗教育教學質量的重要手段。課程教學質量在本科人才培養質量體系中具有基礎性和關鍵性作用，是高等學校最主要、最基本的工作，是樹立良好教風、學風，培養合格人才的重要環節。課程評價是實現課程目標的關鍵環節，是教育質量管理體系的重要組成部分，在課程實施過程中發揮著教育導向和質量監控的作用。通過評價可以了解目標的制定是否合理、內容是否符合需要、形式是否切合實際等。因此，建立科學合理的課程評價機制在教學過程中尤為重要[1-2]。

層次分析方法屬運籌學理論范疇，指將一個復雜的多目標決策問題作為一個系統，將總目標分解為多個目標或準則，進而分解為多指標的若干層次，通過定性指標模糊量化方法算出層次單排序和總排序[3]。這與研究所要解決的問題相符，因此，采用層次分析法建立課程教學質量評價模型。但層次分析法在構造判斷矩陣時，對兩兩比較的重要性進行賦值，只給出一個確定的值作為判斷結果，忽略了人主觀判斷的模糊性[4-5]，即忽略了兩者之間重要性的比較結果可能是介于某個范圍內。為了解決這個問題，將可拓學應用于層次分析方法中。

可拓學是我國學者蔡文于1983年創立的一門新學科，研究事物拓展的可能性和開拓創新的規律與方法，并用以解決矛盾問題。可拓學的理論支柱是物元理論和可拓集合理論，能根據事物相關特征的量值來判斷事物屬于某集合的程度，即評價事物的好壞、方案的優劣等，使評價精細化、定量化[6-7]。層次分析法與可拓學相結合[8-9]，可以實現課程教學質量評價模型的定性定量分析。

本文在長期講授“計算機組成原理”課程的基礎上，結合校內外專家對該課程評價的意見和建議，構建較為科學系統的計算機組成原理評價指標體系，并運用可拓AHP方法對課程教學效果評價指標進行定量定性分析，確定各指標的權重，既能克服專家主觀因素的影響，又能得到滿意的結果，為科學評價課堂教學效果提供依據。

1 基于可拓層次分析法的課堂教學質量評價模型設計

為了科學、有效地構建課程教學評價模型，建立一個客觀公正、科學合理的課程評價體系，本文按照蚌埠學院課堂教學質量標準，從教學理念、教學內容、教學方法與手段、課堂效果四個方面構建了課堂教學質量評價指標，具體考核評價體系如表1。

表1 課堂教學質量評價體系

考核評價體系中的每一個指標在課堂教學質量考核過程中起到不同的影響和作用，而影響和作用的大小體現在它們在整個體系中的權重上。采用可拓層次分析法為課堂教學質量評價體系建立一個準確、客觀的評價權重集[10-12]。

2 可拓層次分析法建模

2.1 可拓判斷矩陣的建立

由本科教育行業T位專家根據表1，采用1～9標度法，對課堂教學質量評價體系第k層中的nk個評價指標相對第k-1層次的第h個評價指標的重要性進行兩兩比較，其相對重要程度用區間數表示。

2.2 可拓權重向量及一致性檢驗

對上述第k層的綜合可拓判斷矩陣A，分別求出其左右判斷矩陣A-，A+的最大特征值λ-，λ+及其對應的歸一化特征向量x-，x+，并根據公式1計算出權重系數k和m。

(1)

2.3 層次排序

(2)

分別求出第k層次上各個評價指標對第k-1層次上各個評價指標的單排序權重向量后，可以得到nk*nk-1階矩陣Pk。

(3)

3 課堂教學質量評價

3.1 課堂教學質量準則層可拓區間數判斷矩陣

邀請本科教育專家及同教研室教師共5人，按照表1，采用可拓層次分析法，對課堂教學質量進行評價，首先建立準則層相對于目標層的重要性判斷可拓區間數，結果如表2。

表2 準則層對目標層的重要性判斷

依此建立準則層可拓區間數判斷矩陣A。

分別求出準則層可拓區間數判斷矩陣A的左右矩陣A-和A+的最大特征值λ-，λ+及其對應的歸一化特征向量x-，x+，并根據公式1計算出權重系數k和m，結果如下：

λ-=2.9404，λ+=6.2223

x-=(0.14860.26250.47090.1180)

x+=(0.11520.26890.50990.1061)

k=0.8041，m=1.1709

Sk=(s1，s2，s3，s4)=〈kx-，mx+〉

=(<0.1195，0.1349><0.2111，0.3138>

<0.3786，0.5970><0.0949，0.1242>)

3.2 課堂教學質量指標層可拓區間數判斷矩陣

依照上述方式對指標層分別建立可拓區間數判斷矩陣，其中立德樹人(B11)、學生中心(B12)和終身學習(B13)對教學理念(B1)的可拓區間數判斷矩陣C1，內容準備(B21)、內容表達(B22)和內容內涵(B23)對教學內容(B2)可拓區間數判斷矩陣C2，多樣性(B31)、豐富性(B32)和規范性(B33)對教學方法與手段(B3)可拓區間數判斷矩陣C3，課堂質疑(B41)和課堂氛圍(B42)對課堂效果(B4)可拓區間數判斷矩陣C4，具體結果如下：

分別計算出其相關參數，結果如表3。

表3 指標層對準則層可拓區間數判斷矩陣相關參數

四個指標層對準則層的可拓區間數判斷矩陣均滿足0≤k≤1≤m，分別計算C1、C2、C3和C4的可拓區間數權重向量及指標層單層排序權重，結果如表4。

表4 權重向量和單層排序權重

3.3 課堂教學質量評價模型的綜合權重

將準則層和指標層的單層排序結果帶入公式(3)得到課堂教學質量評價模型的綜合權重Z。

Z=(0.0938 0.0593 0.0229 0.0394 0.1143 0.1721

0.1613 0.1904 0.0479 0.0741 0.0244)

經過上述步驟，建立了課堂教學質量評價體系中準則層對目標層、指標層對準則層單層排序權重以及評價體系中各評價因素對目標層的綜合權重，具體結果見表5。

表5 課堂教學質量評價體系各層次權重值

3.4 課堂教學質量評價

邀請5位“計算機組成原理”課程組成員及5位計算機相關專業課教師，對2020級計算機科學專業“計算機組成原理”課程的教學質量效果進行評價。根據教師和學生的課堂表現，對每一個指標層中的每一個評價指標按照優良中差四個等級進行評判，得到模糊評價矩陣P并計算該門課程的評價結果F=Z*P。由向量F根據最大隸屬度原則判斷，該門課程的課堂教學質量評價結果為優[13]。

F=(0.4558 0.4014 0.1232 0.1815)

根據G′中教學方法和手段得分為0.5240分，表明該教師在教學過程中能靈活運用多種教學手段，結合課程因材施教，善于把握課堂節奏，張弛有度，調動學生學習的熱情。學生對各種互動活動參與度高，能積極主動地回答老師提出的問題，并在此基礎上發現問題，因此，課堂教學效果得分較高為0.7000分，教學方法和手段及其課堂教學效果兩個方面相輔相成。但是，該教師在教學理念方面得分較低，為0.3428分，表明該老師要加強“以學生為中心”的教學理念，發揮教師的主導作用，課程中應根據教學內容適當加入課程思政內容，真正做到教書育人，引導培養學生的終身學習能力和習慣。

4 結語

(1)課堂教學質量評價是在人才培養質量體系中具有關鍵性和基礎性作用的重要環節，從教學理念、教學內容、教學方法和手段以及課堂效果四個方面建立了課程教學質量的考核評價體系。

(2)課堂教學質量考核評價體系中每一個指標的權重體現其在課堂教學質量考核過程中起到不同的影響和作用，為了克服在評價過程中人的偏好和主觀認知的不同，采用可拓層次分析法來確定每一個考核評價指標的權重。

(3)通過對“計算機組成原理”課程的教學質量考核，表明根據可拓層次分析法建立的課堂教學質量考核評價體系適用性強，兼顧了定性和定量分析兩個方面，減少了傳統評價法的主觀性。